Motoneurons of the spinal nucleus of the bulbocavornosus (SNB) of male rats innervate the perineal striated muscles bulbocavernosus and lavator ani that attach to the penis. They have an important role in copulatory behavior, which is sensitive to alterations in circulating levels of androgen. Androgen is also known to play a crucial role in reorganizing the neuronal elements and synaptic connections in androgen-sensitive SNB motoneurons. To clarify molecular mechanisms of androgen for neuronal plasticity, we examined androgenic regulation of the mRNA expression of cytoskeletal proteins such as beta-actin and beta-tubulin in the SNB motoneurons of adult male rats. Adult male rats were castrated and implanted with silastic tubes containing testosterone or nothing. Animals were sacrificed 4 weeks later. Chick beta-actine and mouse beta-tubulin complementary CNAs were used to detect mRNAs encoding beta-actin and beta-tubulin of the SNB motoneurons, respectively. The radiolabeled DNA probe
… Mores were applied o in situ hybridization histochemistry. Motoneurons in the retrodorsolateral nucleus (RDLN), which innervate hindlimb musculature, were also examined. Autoradiographic signals for beta-actin and beta-tubulin mRNAs were found to be localized on the somata and proximal dendrites of SNB and RDLN motoneurons. Removal of androgen by castration significantly reduced the expression level of these mRNAs in the SNB motoneurons, whereas the change was prevented by testosterone treatment. ON the contrary, castration or testosterone treatment did not induce any changes in the expression level of these mRNAS in androgen-insensitive RDLN motoneurons. These results suggest that androgen regulates the expression of cytoskeletal protein genes in the SNB motoneurons and may provide evidence for the molecular mechanisms of hormonally-induced neuronal plasticity in the SNB motoneuron.1.群馬大学の加藤博士より提供されたニワトリのβ-アクチンのmRNAに相補するDNA(cDNA)および岡山大学の津田博士より提供されたマウスのβ-チューブリンのmRNAに相補するcDNAからマルチプライム法でそれぞれの放射性プローブ(^<35>S-ATPと^<35>S-CTP-でラベルする)を作成した。成体雄ラットの脊髄からmRNAを抽出し、ノーザンブロット法でこれらのプローブの特異性を確認した。2.成体雄ラットの腰髄の3箇所の運動ニューロン群、即ち球海綿体脊髄核(SNB)、背外側核(DLN)及び後背外側核(RDLN)の運動ニューロンの細胞体及び近位樹状突起にβ-アクチンおよびβ-チューブリンのmRNAの発現を示すオートラジオグラフィーの特異的なシグナルが認められた。3.成体雄ラットを去勢し、4週間テストステロン処理を施した。対照群および実験群のSNB及びRDLNで各動物当り30個のニューロンを無作意に選び、それらのオートラジオグラフィーのシグナル数を計測した。成体雄ラットを去勢すると、アンドロゲン感受性SNB運動ニューロンのβ-アクチンおよびβ-チューブリンのmRNA発現量は対照群の約3/5に減少したが、テストステロン処理によりそれらは対照群のレベルまで回復した。一方、アンドロゲン非感受性RDLN運動ニューロンのそれらの発現量は血中のアンドロゲン量の変化による影響を受けなかった。 Less